[发明专利]兼具电磁和地震数据采集功能的地球物理勘探仪器

说明书

技术领域

   本发明涉及地球物理勘探仪器领域，具体是一种兼具电磁和地震数据采集功能的地球物理勘探仪器。

背景技术

地球物理勘探领域中最常用的仪器是地震仪，由于地震仪可以探测地质分层，所以被广泛应用于油气田的勘探，工程勘探与监测。而若要进一步探测地层的物性特征，探测电阻率等地层电性特征的电磁仪可以很好的完成任务。电磁仪在岩溶探查、考古采空区、水利水电工程、堤防隐患、石油勘探、环境监测等领域有显著作用。

典型的应用场景是煤矿勘探，假设通过地震仪发现某处有煤矿，但是仅通过地震仪无法知道更详细的情况，例如采空区构造以及含水构造。而这些情况都对后续安全施工有着重大影响。所以还迫切需要能探明这些信息的仪器，而电磁仪正能很好的完成这个任务。

地震仪国内外均有大量成熟的产品，代表性的为法国Sercel公司的508-XT。同样电磁仪也有很多，在国内地勘系统应用较广的是加拿大凤凰公司的V8系统。但是目前并未发现同时提供地震和电磁数据采集功能的地球物理勘探仪器。如果野外作业同时需要地震仪和电磁仪就要带两套记录仪器，而这种记录仪器一般都是体积较大，且需要较多的周边设备如大容量电池和长电缆等。这样野外施工的成本会大幅增加并且可靠性也会下降。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种兼具电磁和地震数据采集功能的地球物理勘探仪器，兼具地震和电磁数据采集功能，能够同时探测地质结构以及电性结构。

本发明的技术方案为：

兼具电磁和地震数据采集功能的地球物理勘探仪器，包括有主控站、多个交叉站、多个采集站和多个传感器，相邻的采集站通过大线连接，大线上引出多个接头连接传感器，采集站最终连接交叉站，交叉站再连接上级交叉站，最后一级交叉站连接主控站；所述的采集站包括有与传感器连接的模拟电路单元、与模拟电路单元连接的系统总控单元、与系统总控单元连接的高速接口单元、以及传感器类型识别单元，传感器类型识别单元包括有稳压电源、接入稳压电源之间的恒流源和模拟开关，所述的传感器接入传感器类型识别单元的电路中，所述的模拟开关与系统总控单元连接。

所述的模拟电路单元包括与传感器连接的带通滤波器、与系统总控单元连接的ADC转换芯片，连接于带通滤波器和ADC转换芯片之间的可变增益放大器。

所述的高速接口单元包括有命令通道接口单元和数据通道接口单元。

所述的大线上引出八个接头连接传感器，每个采集站被配置为连接三个电道、三个磁道和两个地震道。

所述的稳压电源为2.5V稳压电源。

所述的系统总控单元为现场可编程逻辑门阵列。

本发明传感器类型识别单元基本原理是测量其内阻—地震仪中使用的典型动圈传感器是无源器件，其内阻约为1000欧姆；而电磁仪中使用的磁传感器是有源器件，内置前端放大器并带有射级跟随输出，其内阻在100欧姆以下；电传感器由于采用的是两个接大地的电极，其阻抗较大，能达到10000欧姆量级。向传感器输入电流，然后测量传感器得到的电压，区分传感器类型。

本发明的优点：

本发明的传感器类型识别单元能自动识别所连接传感器类型，并且能将此信息上传到主控站。主控软件能够据此信息将采集系统的各个数据采集通道配置成接收地震检波器数据道或者是接收电磁传感器数据道，并且将各采集站采集的时序数据转换成地震仪和电磁仪的道序数据。本发明既可以作为地震仪使用来勘探地质结构，也可以作为电磁仪使用来完成水文物探和地电结构等勘测，并且该仪器可以自动分辨所连接传感器类型，自动分开保存地震道和电磁道数据，使用方便。本发明可完成两台仪器的功能，可以大大降低野外施工所需要的设备数量和人力资源，提高野外施工的效率。

附图说明

图1是本发明的总体拓扑结构图。

图2是本发明传感器和采集站的连接结构示意图。

具体实施方式

见图1，兼具电磁和地震数据采集功能的地球物理勘探仪器，包括有主控站1、多个交叉站2、多个采集站3和多个传感器4，相邻的采集站通过大线5连接，大线5上引出八个接头连接传感器4，每个采集站可以被配置为连接三个电道、三个磁道和两个地震道，采集站3将这些传感器4的信号采集并数字化之后逐级向上传输（交叉站方向），交叉站2负责将一条测线上所有采集站3传输上来的数据汇总后再往上级交叉站传输，最后一级交叉站连接主控站1，所有的采集数据最终汇总在主控站1上并保存。主控站1负责所有命令的下发以及所有上传数据的存储以及格式转换。